Dhania menarik beban dengan bantuan katrol seperti pada gambar (a) di bawah ini pada saat gaya yang

Yuk kita pelajari bareng-bareng contoh soal penerapan hukum Newton pada sistem beban tali dan katrol berikut ini!

Soal No. 1

Perhatikan gambar berikut!

Kereta M dipercepat ke kanan dengan percepatan a = 2 m/s2. Abaikan semua gesekan, massa katrol, dan juga massa tali. Anggap g = 10 m/s2. Jika m1 = m2 = m3 = 2 kg maka tegangan tali T pada sistem adalah …

A. 8 N

B. 12 N

C. 15 N

D. 20 N

E. 25 N

Jawaban: B

Pembahasan:

Diketahui:

a = 2 m/s2

g = 10 m/s2

m1 = m2 = m3 = 2 kg

Ditanyakan: T = …?

Jawaban:

T = m3 . g – (m1 + m2) . a

T = 2 kg . 10 m/s2 – (2 kg + 2 kg) . 2 m/s2

T = 20 N – 8 N = 12 N

Soal No. 2

Sebuah balok bermassa 5 kg (berat w = 50 N) digantung dengan tali dan diikatkan pada atap. Jika balok diam maka berapakah tegangan talinya?

Pembahasan:

Diketahui:

m = 5 kg

w = 50 N

Ditanyakan: T = …?

Jawaban:

T – w = 0

T – 50 = 0

T = 50 N

Soal No. 3

Dhania menarik beban dengan bantuan katrol seperti pada gambar (a) di bawah ini.

Pada saat gaya yang diberikan F = 125 N ternyata beban dapat terangkat dengan kecepatan tetap. Jika gaya gesek katrol dan massa tali dapat diabaikan maka berapakah massa beban tersebut? (g = 10 m/s2)

Pelajari Juga: 10 Soal Elektrokimia dan Penyelesaiannya

Pembahasan:

Diketahui:

F = 125 N

g = 10 m/s2

Ditanyakan: m = …?

Jawaban:

T – w = 0

F – m . g = 0

125 N – m . 10 m/s2 = 0

m . 10 m/s2 = 125 N

m = 125 /10 = 12,5 kg

Soal No. 4

Dua buah balok A dan B dengan massa masing – masing 16 kg dan 4 kg, dihubungkan melalui sebuah katrol, seperti terlihat pada gambar di bawah ini.

Balok B mula – mula ditahan kemudian dilepaskan. Berapakah percepatan dan tegangan tali masing – masing balok? (g = 10 m/s2)

Pembahasan:

Diketahui:

mA = 16 kg

mB = 4 kg

g = 10 m/s2

Ditanyakan:

Jawaban:

T – T + mB . g = (mA + mB) . a

4 kg . 10 m/s2 = (16 kg + 4 kg) . a

40 N = 20 kg . a

a = 40 N/20 kg = 2 N/kg

TA = mA . a

TA = 16 kg . 2 N/kg = 32 N

TB = mB . a

TB = wB – mB . a

TB = mB . g – mB . a

TB = 4 kg . 10 m/s2 – 4 kg . 2 N/kg

TB = 40 N – 8 N = 32 N

Soal No. 5

Sebuah benda bermassa 40 kg ditarik melalui katrol sehingga memiliki posisi seperti yang diperlihatkan pada gambar (a) di bawah ini. Jika sistem itu diam, maka berapakah gaya F?

Pembahasan:

Diketahui:

m = 40 kg

Ditanyakan: F = …?

Jawaban:

w = m . g

w = 40 kg . 10 m/s2

Pelajari Juga: Rangkuman Materi Elastisitas dan Hukum Hooke

w = 400 N

#Pada Sumbu Y

T sin 53 – w = 0

T (0,8) – 400 N = 0

0,8 T = 400 N

T = 400 N / 0,8

T = 500 N

#Pada Sumbu X

F – T cos 53 = 0

F – (500) (0,6) = 0

F – 300 = 0

F = 300 N

5. SAhmad menarik beban denganbantuan katrol seperti pada gambar(a) di bawah ini. Pada saat gaya yangdiberikan F = 125 N ternyata bebandapat terangkat dengan kecepatantetap. G = 10 m/s2. Jika gaya gesekkatrol dan massa tali dapat diabaikanmaka berapakah massa bebantersebut?GT=FF=125 Nv tetapBebanw(a)(b)0 7,5 NO 10NO

12,5 N

seorang anak mengendarai sepedanya dengan kecepatan 2m/s tiba tiba anak itu mendayung sepedanya dengan kuat dalam waktu 5 sekon sehingga kecepatan ber … ubah menjadi 10m/sbhitunglah percepatan sepeda anak itu

bantuuu pliss rumuss nya ajaaa

kk minta tlg kak.....

Jelaskan karakteristik yang dimiliki zat cair?

bantu dong................

halo 222222222222222222

Buatlah diagram rangkaian yg dibuat budi dengan pedoman pada gambar berikut

Sebuah gaya 2 N digunakan untukmemindahkan benda sejauh 5 meter.Besarnya usaha yang diperlukanadalah ... J.a. 2,5b. 5,0C.10d.20

bantuiiiiinnnnn yaaaaaaaa

jawab siiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii plisssss

Contoh Soal dan Jawaban Hukum Newton 1, 2, 3 Lengkap

Coba kalian dorong sebuah benda di rumah yang menurut kalian berat, Apa yang kalian rasakan? Jika kalian mendorongnya, mungkin akan terasa berat. Akan tetapi, jika teman-teman kalian membantu untuk mendorong benda tersebut, mungkin akan terasa lebih ringan. Mengapa hal ini bisa terjadi?

Semakin besar gaya yang diberikan maka semakin mudah kalian mendorongnya. Semua yang kalian lakukan tersebut terjadi karena terdapat gaya yang bekerja pada benda. Teori mengenai dinamika gerak ini diterangkan oleh seorang ilmuwan Fisika yang bernama Isaac Newton.

Dalam artikel kali ini, kalian akan disuguhkan beberapa contoh soal dan pembahasan tentang tiga Hukum Newton secara berurutan. Hukum pertama, memperkenalkan konsep kelembaman yang telah diusulkan sebelumnya oleh Galileo. Hukum kedua, menghubungkan percepatan dengan penyebab percepatan, yakni gaya. Hukum ketiga, merupakan hukum mengenai aksi-reaksi.

Newton menuliskan ketiga hukum geraknya dalam sebuah buku yang terpenting sepanjang sejarah, yakni Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, yang dikenal sebagai principia. Agar materi ketiga Hukum Newton lebih ringkas, berikut ini ringkasannya dalam bentuk tabel.

Perihal	Hukum I Newton	Hukum II Newton	Hukum III Newton
Bunyi	Jika resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol, maka benda yang diam akan tetap diam dan benda yang bergerak akan terus bergerak lurus beraturan (GLB).	Jika satu gaya atau lebih bekerja pada suatu benda, maka percepatan yang dihasilkan berbanding lurus dan searah dengan resultan gaya dan berbanding terbalik dengan massa benda.	Jika suatu gaya (aksi) diberikan pada suatu benda , maka benda tersebut akan memberikan gaya (reaksi) yang sama besar dan berlawanan arah dengan gaya yang diberikan.
Rumus	ΣF = 0	ΣF = ma	Faksi = −Freaksi
Aplikasi	Ketika sedang naik mobil atau kendaraan lainnya. Jika mobil yang semula diam, kemudian secara tiba-tiba mobil bergerak, badan kalian akan terdorong ke belakang. Akan tetapi, jika semula mobil melaju kencang kemudian direm mendadak, maka badan kalian akan terdorong ke depan.	Batu yang memiliki massa berbeda jika di tarik tentunya akan terasa ringan menarik batu yang massanya lebih kecil. Sedangkan pada batu yang massa lebih besar, membutuhkan gaya yang lebih besar untuk bisa menggerakkannya.	Ketika kita menginjakkan kaki ke tanah, berarti kita memberikan sebuah gaya dorong terhadap tanah tersebut. Gaya yang kaki kita berikan kepada tanah ini merupakan gaya aksi. Kemudian sebagai respon dari gaya aksi yang kita berikan, maka tanah memberikan gaya dorong ke kaki kita yang membuat kaki bisa terangkat. Gaya dorong yang diberikan tanah ini adalah gaya reaksi. Proses ini berlangsung secara terus menerus sehingga membuat kita dapat berjalan di atas tanah.

Contoh Soal Hukum 1 Newton dan Pembahasannya

1. Sebuah balok bermassa 5 kg (berat w = 50 N) digantung dengan tali dan diikatkan pada atap. Jika balok diam maka berapakah tegangan talinya?

Penyelesaian:

Gaya-gaya yang bekerja pada balok seperti gambar di bawah ini, karena balok diam, maka berlaku hukum I Newton yaitu sebagai berikut.

ΣF = 0

T – w = 0

T – 50 = 0

T = 50 N

Jadi, gaya tegangan tali yang bekerja pada balok tersebut adalah 50 Newton.

2. Sebuah benda bermassa 40 kg ditarik melalui katrol sehingga memiliki posisi seperti yang diperlihatkan pada gambar (a) di bawah ini. Jika sistem itu diam, maka berapakah gaya F?

Penyelesaian:

Benda yang bermassa akan memiliki berat.

w = mg

w = 40 kg × 10 m/s2

w = 400 N

pada sistem itu bekerja tiga gaya yaitu w, F, dan T yang tidak segaris, sehingga menentukan resultannya dapat digunakan sumbu koordinat XY (metode analisis) seperti pada gambar (b) di atas. Sistem diam berarti berlaku Hukum 1 Newton sebagai berikut.

■ Pada sumbu-Y

ΣFy = 0

T sin 53o – w = 0

T(0,8) – 400 = 0

0,8T = 400

T = 400/0,8

T = 500 N

■ Pada sumbu-X

ΣFx = 0

F – T cos 53o = 0

F – (500)(0,6) = 0

F – 300 = 0

F = 300 N

Jadi, gaya F yang bekerja pada sistem tersebut adalah 300 Newton.

3. Benda bermassa 10 kg diikat tali dan dibentuk sistem seperti pada gambar (a) berikut ini. Jika sistem itu diam dan percepatan gravitasi g = 10 m/s2maka tentukan tegangan tali T1 dan T2!

Penyelesaian:

Berat benda adalah sebagai berikut.

w = mg

w = 10 kg × 10 m/s2

w = 100 N

Dengan menggunakan metode analisis sama seperti pada contoh soal sebelumnya di mana diagram gaya ditunjukkan pada gambar (b), maka resultan gaya yang bekerja pada sistem ini adalah sebagai berikut.

■ Pada sumbu-Y

ΣFy = 0

T1 sin 60o + T2 sin 30o – w = 0

T1 (1/2√3) + T2 sin (1/2) – 100 = 0

1/2√3 T1 + 1/2 T2 = 100

(Kedua ruas dikali 2)

√3 T1 + T2 = 200

T2 = 200 – √3 T1 ……….. pers. (a)

■ Pada sumbu-X

T2 cos 30o – T1 cos 60o = 0

T2 (1/2√3) – T1 (1/2) = 0

1/2√3 T2 – 1/2T1 = 0 ……….. pers. (b)

{subtitusikan persamaan (a) ke persamaan (b)}

1/2√3(200 – √3 T1) – 1/2T1 = 0

100√3 – 3/2T1 – 1/2T1 = 0

3/2T1 + 1/2T1 = 100√3

4/2T1 = 100√3

2T1 = 100√3

T1 = 50√3 N

Untuk memperoleh nilai T2, kita subtitusikan nilai T1 = 50√3 ke persamaan (a) sehingga kita peroleh nilai sebagai berikut.

T2 = 200 – √3 T1

T2 = 200 – √3(50√3)

T2 = 200 – 150

T2 = 50 N

Dengan demikian, nilai T1 dan T2 berturut-turut adalah 50√3 N dan 50 N.

4. Balok bermassa 20 kg berada di atas bidang miring licin dengan sudut kemiringan 30o. Jika Ucok ingin mendorong ke atas sehingga kecepatannya tetap maka berapakah gaya yang harus diberikan oleh Ucok?

Penyelesaian:

m = 20 kg

g = 10 m/s2

w = mg = 20 × 10 = 200 N

α = 30o

gaya dorong Ucok F harus dapat mengimbangi proyeksi gaya berat. Lihat gambar di bawah ini. Balok bergerak ke atas dengan kecepatan tetap berarti masih berlaku hukum I Newton sehingga memenuhi persamaan berikut.

ΣF = 0

F – w sin 30o = 0

F – (200)(1/2) = 0

F – 100 = 0

F = 100 N

Jadi, gaya yang harus diberikan pada balok agar balok bergerak dengan kecepatan tetap adalah sebesar 100 N.

5. Dhania menarik beban dengan bantuan katrol seperti pada gambar (a) di bawah ini. Pada saat gaya yang diberikan F = 125 N ternyata beban dapat terangkat dengan kecepatan tetap. g = 10 m/s2. Jika gaya gesek katrol dan massa tali dapat diabaikan maka berapakah massa beban tersebut?

Penyelesaian:

Diagram gaya yang bekerja pada sistem ini adalah seperti yang ditunjukkan pada gambar (b). Pada beban bekerja dua buah gaya yaitu gaya berat w dan gaya tegangan tali T. Besar gaya tegangan tali ini besarnya sama dengan gaya tarik F. Karena kecepatan beban yang bergerak ke atas adalah tetap, maka berlaku hukum II Newton sebagai berikut.

ΣF = 0

T – w = 0

F – mg = 0

125 – m(10) = 0

125 – 10m = 0

10m = 125

m = 125/10

m = 12,5 kg

Jadi, massa beban tersebut adalah 12,5 kg.